Baghaei, Keyvan Aghabalaei;Ghaffarzadeh, Hosein;Hadigheh, S. Ali;Dias-da-Costa, Daniel
Structural Engineering and Mechanics
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제69권3호
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pp.307-315
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2019
This paper proposes a chattering-free sliding mode control (CFSMC) method for seismically excited structures. The method is based on a fuzzy logic (FL) model applied to smooth the control force and eliminate chattering, where the switching part of the control law is replaced by an FL output. The CFSMC is robust and keeps the advantages of the conventional sliding mode control (SMC), whilst removing the chattering and avoiding the time-consuming process of generating fuzzy rule basis. The proposed method is tested on an 8-story shear frame equipped with an active tendon system. Results indicate that the new method not only can effectively enhance the seismic performance of the structural system compared to the SMC, but also ensure system stability and high accuracy with less computational cost. The CFSMC also requires less amount of energy from the active tendon system to produce the desired structural dynamic response.
제한된 주파수 대역폭을 이용하여 신호를 전송하기 위해서는 여러종류의 특성을 갖는 필터들이 필요하다. 이 논문에서는 이러한 필터들을 효율적으로 설계하기위한 두가지 방식을 제시하였다. 특히 fractionally-spaced(FS) 구조가 사용될때 더욱 효율적으로 필터를 설계할 수 있다. FS 구조의 특성을 최소자승 오차 방식과 결합하여, 출력오차에 영향을 주지않고, 적절한 주파수 특성을 갖는 SF 필터 설계 방식을 제시하였다. 예로, noise 신호들을 적절히 이용하면, 한개의 SF 필터가, QAM 복조에 필요한 phase splitter, 수신 필터 그리고 등화기 기능까지 갖도록 설계할 수 있다. 두번째로 임의의 주파수 특성이 요구되는 필터의 설계 방식을 제시하였다. weighting factor를 이용한 최소자숭법을 iterative하게 사용하여 최적설계를 얻는다. 이를위해 weighting factor를 효율적으로 update하기 위한 새로운 알고리듬을 이용하였다. 마지막으로, 더욱 복잡한 조건을 갖는 필터를, 이 두가지 방식을 같이 이용하여, 효율적으로 설계할 수 있는것을 보였다.
본 논문에서는 모델기반의 제어기 설계 프로그램인 National Instruments(NI)사의 System Identification Toolkit과 Control Design Toolkit, Simulation module을 사용하여 기존의 제어기 설계방식보다 쉽고 편리하게 제어기를 설계할 수 있었다. 직류전동기의 속도제어시스템을 구현하기 위해서 하드웨어는 NI사에서 제공하는 실시간 제어기(Real-Time Controller:RT) CompactRIO를 사용하였다. 먼저는, 테스트 입력 신호를 전동기에 인가하고 얻은 출력신호를 통해 제어대상 플랜트인 직류전동기 구동시스템의 전달함수를 구할 수 있었다. 다음으로는 원하는 제어응답성능을 갖는 극점, 영점 제어기를 설계한 후, 모의실험을 통해 속도제어응답을 확인할 수 있었고, 실시간 프로그램으로 다운로드하여 실제 전동기 구동시스템의 실험을 통해서 설계된 속도제어기의 응답 결과를 모의실험과 비교하여 검증하였다.
Quadrotor UAV (Unmanned Aerial Vehicle) is a flying robotic platform which has drawn lots of attention in the recent years. The attraction comes from the fact that it is able to perform agile VTOL (Vertical Take-Off Landing) and hovering functions. In addition, the efficient modular structure composed of four electric rotors makes its design easier compared to other single-rotor type helicopters. In many cases, a quadrotor often utilizes vision systems in order to obtain altitude control and navigation solution in hostile environments where GPS receivers are not working or deniable. For carrying out their successful missions, it is essential for flight control systems to have fast and stable control responses of heading angle outputs. This paper presents a Fuzzy Logic based lateral PI controller to stabilize and control the quadrotor vehicle equipped with vision systems. The advantage of using the fuzzy based PI controller lies in the fact that it could acquire a desired output response of a heading angle even in presence of disturbances and uncertainties. The performance comparison of the newly proposed Fuzzy-PI controller and the conventional PI controller was carried out with various simulation results.
제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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pp.398-403
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1993
A rule based fuzzy expert system to self-tune PID controllers is proposed in this paper. The proposed expert system contains two rule bases, where one is responsible for "Long term tuning" and the other for "Incremental tuning". The rule for "Long term tuning" are extracted from the Wills'map and the knowledge about the implicit relations between PID gains and important long term features of the output response such as overshoot, damping and rise time, etc., while 'Incremental tuning" rules are obtained from the relations between PID gains and short term features, error and change in error. In the PID control environment, the proposed expert system operates in two phases sequentially. In the first phase, the long term tuning is performed until long term features meet their desired values approximately. Then the incremental tuning tarts with PID gains provided by the long term tuning procedure. It is noticeable that the final PID gains obtained in the incremental tuning phase are only the temporal ones. Simulation results show that the proposed rule base for "Long term tuning" provides superior control performance to that of Litt and that further improvement of control performance is obtained by the "Incremental tuning'.ance is obtained by the "Incremental tuning'.ing'.
A synchronous motor(SM) with q-axis special field winding of which the q-axis field-current compensates and cancels armature reaction can be driven at unity power factor under the conditions of transient state as well as steady state. The motor operates in high efficiency in all conditions. However, in order to obtain maximum performance of the motor, it is required that the time constant of armature circuit corresponds to that of q-axis field circuit. Inverse LQ(ILQ) design method on a basis of the pole assignment is suitable for this problem:(1) The time constants of the output responses can be designed for desired specifications, (2) Relations between feedback gains and response of closed loop system are very clear and (3) Optimal solutions can be given by simple procedure of ILQ method without solving the Ricaati's equation, compared to the usual LQ design method. Accordingly, the ILQ method can make the responses of armature current and q-axis field-current correspond. In this paper, it is proved by numerical simulations and experiments that the ILQ method is very effective for optimal regulator design of this plant and realizes a high-performance motor with unity power factor and high efficiency.
This paper is concerned with a deadbeat current control implementation of shunt-type three-phase active power filter (APF). Although the one-dimensional deadbeat control method can attain time-optimal response of APF compensating current, one sampling period is actually required fur its settling time. This delay is a serious drawback for this control technique. To cancel such a delay and one more delay caused by DSP execution time, the desired APF compensating current has to be predicted two sampling periods ahead. Therefore an adaptive predictor is adopted for the purpose of both predicting the control error of two sampling periods ahead and bringing the robustness to the deadbeat current control system. By adding the adaptive predictor output as an adjustment term to the reference value of half a source voltage period before, settling time is made short in a transient state. On the other hand, in a steady state, THD (total harmonic distortion) of the utility grid side AC source current can be reduced as much as possible, compared to the case that ideal identification of controlled system could be made.
본 논문에서는 이중 광 콜리메터 광학계와 바이메탈 엑추에이터를 이용한 가변 광감쇠기를 제안하고 구현하였다. 입력광섬유와 출력광섬유 사이의 광손실은 바이메탈에 부착된 반사거울의 기울어진 각으로 조절되어진다. 바이메탈은 열전소자(TEC)에 의해 가열되거나 냉각되며 이로 인해 구부림이나 펴짐으로 인하여 반사거울을 움직이게 한다. TEC에 가해지는 전기신호로 원하는 광감쇠량을 얻을 수 있다. 제작된 소자는 0.5 dB의 삽입손실, 0.2 dB의 편광의존성 손실 및 40 dB 이상의 가변변위를 보였다. 반응 시간은 약 5초였다.
본 논문은 기존 on-off 앨고리듬을 개선하여 어레이 소자의 위상을 계산량이 적고 정확하게 구할 수 있는 그래디언트 on-off 방법을 제안한다. 제안 방법의 우월성은 어레이 출력파워를 어레이 소자의 위상으로 그래디언트한 수식을 이용하므로써 기존 방법보다 어레이 출력파워의 증감을 더 정확하게 구할 수 있는데 기인한다. 제안 방법은 어레 이 소자의 위상을 조정하여 원하는 신호의 입사 방향으로 최대 빔패턴을 형성한다. 선형 어레이와 이차원 어레이의 두 경우를 나누어서 제안 방법을 적용하여 분석한다. Texas Instrument사에서 제공하는 부동소수점방식의 TMS320C30의 평가보드로 구현하므로써 제안 앨고리듬의 실시간 처리 가능성을 증명하였다. 제안 방법은 스냅샷당 빔형성 과정의 계산량이 적기 때문에 응답이 빨라야 하는 이동통신 시스템에 적합하다. 제안 방법을 CDMA 이동통신 상황에서 시뮬레이션하여 성능분석한 결과 수신신호의 성능이 상당히 향상되는 것을 확인하였다.
혼합기를 사용한 회로의 출력에는 원하는 신호 외에 불요파들이 발생하여 이를 제거하기 위한 여파기 설계가 요구된다. 본 논문은 Ka 대역 주파수 합성기 응용에 소요되는 평판형 여파기를 설계 및 제작하였다. 이 과정에서 고주파에서 발생하는 불연속 효과로 인해 주파수 응답 특성이 비대칭적으로 깨지는 것을 분석하였으며, 이를 포함하여 개별 공진기 조정 기법으로 short-end PCLF를 설계하였다. 설계된 5단 Ka 대역 통과 여파기를 제작하여 측정 결과를 EM 시뮬레이션 결과와 비교하여 만족할만한 성능을 얻었으며, 최종적으로 혼합기와 같이 측정함으로써 성능을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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